Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья (стр. 1 из 4)

Московский государственный университет прикладной биотехнологии

Кафедра «Теплотехники и энергосбережения»

Курсовой проект

«Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья»

Выполнил: Семенов С.И.

Факультет: технологический

Группа: 2Т3-1

Руководитель: Егоров В.И.

Москва 2007 год

Введение

Предприятия молочной промышленности относятся к энергоемким производствам. Это обусловлено тем, что при переработке животноводческого сырья и консервировании продукции на молочных заводах широко применяются разнообразные тепловые процессы. К ним относятся пастеризация и стерилизация молочных консервов, сушка молочных продуктов и другие процессы. Кроме того, значительное количество теплоты расходуется на нужды горячего водоснабжения, отопления и вентиляции производственных и вспомогательных цехов, административно-бытовых зданий и сооружений.

В связи с опережающим повышением цен на топливно-энергетические ресурсы возрастает доля стоимости затрат теплоты в структуре себестоимости производимой на 1 параметров, гарантирующими производство качественной продукции, представляет важную задачу. Актуальность данной проблемы определяется также ограниченностью не возобновляемых энергоресурсов, необходимостью проведения энергосберегающей политики и снижения уровня техногенной нагрузки систем энергосбережения на окружающую среду.

Системы теплоснабжения предприятий должны обеспечивать выработку и бесперебойную подачу в цеха теплоносителей заданных параметров, гарантирующих получение продукции высокого качества. Состояние теплоносителей определяется их давлением, температурой, энтальпией, степенью сухости и другими параметрами. Необходимо обеспечить резерв тепловой мощности в сезон массовой переработки сырья. Тепловые схемы должны предусматривать возможность максимального использования энергетического потенциала вырабатываемых теплоносителей, снижения выхода тепловых вторичных энергоресурсов и утилизации теплоты, образующихся в теплопотребляющих установках.

Цель работы.

Цель работы состоит в углублении знаний студентов по теоретическим разделам курсов теплотехнических дисциплин, освоении методики выполнения теплотехнических расчетов, изучении конструкции и принципа работы отдельных элементов систем теплоснабжения.

Обоснование типоразмера предприятия

Технические и энергоэкономические характеристики предприятий по переработке животноводческого сырья существенным образом зависят от объёмов и ассортимента производимой продукции. В связи с этим некоторые расчётные характеристики представлены в зависимости от типоразмера предприятия.

Для молочных заводов определяющий типоразмер представляет собой суммарную сменную переработку сырья с учётом норм расхода цельного молока на производство заданных объёмов продукции.

Цельно- и кисломолочная продукция 120*0,895=107,4

Масло животное 1,3*21,185=21,54

Сыры 0,95*9,285=8,82

Сухое молоко ?2,4?*9,85=23,64

Типоразмер 200 т/с

Определение параметров теплоносителей в реперных точках

Для обеспечения высокой экономичности котлов давление вырабатываемого пара следует принимать в пределах от 7 до 11 ата при степени сухости Х от 0,9 до 0,95.

Точка А.

Принимаем давление пара в точке А равном 0,9 МПа, а степень сухости Х = 0,95.

Из таблицы берем значения Т, h’, r соответствующие значению давления 0,9.

h’- энтальпия кипящей воды, кДж/кг

r – теплота парообразования, кДж/кг

h – энтальпия влажного насыщенного пара

Р_А=0,9 МПа

Х_А = 0,95

h’_А= 742,6 кДж/кг

r_А = 2030,4 кДж/кг

Т_А= 175,36 ˚С

h_А= h’_А + r_Аx_А = 742,6 + 2030,4*0,95 = 2671,48 кДж/кг

Точка Б.

Подающий паропровод в водоподогревателе для нужд горячего водоснабжения и отопления.

Давление при условии его дросселирования.

Р_Б = 0,7 МПа

h_Б = h_А = 2671,48 кДж/кг

h’_Б = 697,1 кДж/кг

r_Б = 2069,7 кДж/кг

Т_Б = 164,96 °С

Х_Б = (h_Б – h’_Б)/ r_Б = (2671,48 – 697,1) / 2069,7 = 0,96

Точка В.

Паропровод на входе в производственный корпус, давление Р понижается, температура уменьшается, в зависимости от расстояния до производственного корпуса. Потери давления Рпот. на 100 метров паропровода принимаем 8-10 кПа, а потери энтальпии hпот. от 1-1,5 % на 100 метров паропровода. Принимаем потери давления 10 кПа. Так как длина паропровода 161 метр, то

100 10 кПа

161 - Х кПа

Х = 16,1 кПа

Р_пот. = 16,1 кПа

Р_В = Р_А - Р_пот = 0,9*10 ⁶ – 0,0161*10 ⁶ = 0,8839 МПа

Принимаем потери энтальпии h пот 1 %

100 - 1 %

161 - Х %

Х = 1,61%

h пот = 1,61 %

h_В = h_А – h пот = 2671,48 –43,01= 2628,47 кДж/кг

h’_В = 739,4 кДж/кг

r_В = 2049,6 кДж/кг

РГ1 = 0,3 Мпа	РГ2 = 0,3 МПа	РГ3 = 0,3 Мпа	РГ4 = 0,5 МПа
ТГ1 =133,5 °С	ТГ2 = 133,5 °С	Т Г3 =133,5 °С	ТГ4 = 151,85 °С
h’Г1 = 561,1 кДж/кг	h’Г2 = 561,1 кДж/кг	h’Г3 = 561,1 кДж/кг	h’Г4 =640,1 кДж/кг
rГ1 = 2164,1 кДж/кг	rГ2 = 2164,1 кДж/кг	rГ3 = 2164,1 кДж/кг	rГ4 =2108,4 кДж/кг
Х Г1 = 0,95	ХГ2 = 0,95	ХГ3 = 0,95	ХГ4 = 0,94

Т_В = 174,6°С

Х_В= (h_В – h_В’)/ r_В = (2628,47 – 739,4) / 2049,6 = 0,92

Точка Г.

Давление пара в технологических аппаратах отдельных цехов принимается по таблице 7, в которой приведены также доля расходуемого в них «глухого» пара а_гп и доля «пролетного» пара Х пп в образующейся пароконденсатной смеси.

Г1 – цех цельно- и кисломолочного молока

Г2 – маслоцех

Г3 – сыродельный цех

Г4 – цех сухого молока

Г5 – цех консервов

h_Г = h_В = 2628,47 кДж/кг

Х_Г1-3 = (h_Г – h_Г’)/ r_Г =(2628,47 – 561,4)/2164,1=0,95

X_Г4-5=(2628,47 -640,1)/2108,4=0,94

Точка Д.

Конденсатопровод в цехах.

Р_Д рекомендовано 0,9 Р_Г каждого цеха.

РД1 = 0,27 МПа	РД2 = 0,27 МПа	РД3 = 0,27 МПа	РД4 =0,45 МПа
ТД1 = 129,98 С	ТД2= 129,98 С	ТД3 = 129,98 С	ТД4=147,92С
h’Д1 = 546,2 кДж/кг	h’Д2 = 546,2 кДж/кг	h’Д3 = 546,2 кДж/кг	h’Д4 = 623,2 кДж/кг
rД1 = 2174,5 кДж/кг	rД2= 2174,5 кДж/кг	rД3=2174,5 кДж/кг	rД4 = 2120,6 кДж/кг
X Д1 = 0,1	XД2 = 0,1	XД3 = 0,1	XД4 =0,1

Р_Д1 = 0,9*0,3 = 0,27 МПа

Р_Д2 = 0,9*0,3 = 0,27 МПа

Р_Д3 = 0,9*0,3 = 0,27 МПа

Р_Д4 = 0,9*0,5 = 0,45 Мпа

h_ПКС= h’ + r*X

h_ПКСД1 = 763,65 кДж/кг

h_ПКСД2 = 763,65 кДж/кг

h_ПКСД3 = 763,65 кДж/кг

h_{ПКС Д5} = 835,26 кДж/кг

Точка Е.

Конденсатопровод после утилизационной установки.

Переохлажденный конденсат можно использовать для подогрева воды (для нужд горячего водоснабжения).

Р_Е = Р_ср (Р_Д)* 0,9 = 0,31 Мпа

Происходит полная конденсация с последующим переохлаждением до 80 °С.

h_воды = С_в * Т _конд. = 4,19 * 80°С = 335,2 кДж/кг

где С_в – теплоемкость конденсата кДж/кг

для воды С_в = 4,19 кДж/кг

Т _нас. = 134,66° С

Степень переохлаждения

Δt = Т _нас – Т _кон = 134,66 – 80 = 54,66° С

Точка Ж.

Водоподогреватели после системы отопления.

В зависимости от наружной Т (расчетной) для самой холодной пятидневки года выбрано из рисунка 7.

Т (расчетная) берется из таблицы 8, в зависимости от местоположения предприятия. Для города Иваново :

Т = -28 °С

Т_п = 127 °С

Т_о = 63 °С

Температура конденсата после водоподогревателя принимаем на 35 – 40 °С выше Т обратной воды.

Т кон = 63+40 = 103 °С

Давление Р_ж = 0,9 (Р_Б -P_потерь) = 0,7*(1-0,10) = 0,63 МПа

Т _нас = 160,12 °С

h_ж= С_в* Т _кон = 4,19 * 103 °С = 431,57 кДж/кг

Степень переохлаждения конденсата

Δt = Т _нас – Т _к = 160,12 – 103 = 57,12 °С

Точка З.

Конденсатопровод после водоподогревательной системы горячего водоснабжения.

Принимаем температуру горячей воды Т_гв = 70° С

(после водоподогревателя)

Т_к принимаем на 25 – 30 °С выше Т _гв .

Т_к = 70 +30 = 100 °С

Рз = 0,9 * Р_Б = 0,9* 0,7 = 0,63 МПа

Т_нас = 160,12 °С

h_к = С _в* Т_к = 4,19* 100 = 419 кДж/кг

Степень переохлаждения

Δt = Т_нас – Т_к = 160,12 – 100 = 60,12 °С

Точка И.

Конденсатопровод от сторонних потребителей.

Давление возвращаемого от сторонних потребителей конденсата принимаем Р_и = 0,2 ати=0,3 МПа.

Температура конденсата t_К=75 ^оС.

Т_нас = 133,54 °С

Т_к = 67 °С

h_к= С_в* Т_к = 4,19*67 = 280,73 кДж/кг

Δt = Т_нас – Т_к = 133,54 – 67 = 66,54 °C

Определение удельных расходов теплоты на выработку отдельных видов продукции

qi = di (hi (1-а_{гл i}) + (hi –h _пксi) a _глi) 10 ^–3

Из таблицы 7 берём значения :

а_{гп 1} = 0,5

а_{гп 2} = 0,4

а_{гп 3} = 0,3

а _{гп 4} = 0,85

Из таблицы 10 берём значения :

d₁ = 0,2 т/т

d₂ = 7,0 т/т

d₃ = 7,0 т/т

d ₄ = 17 т/т

q₁ = d₁ (h₁ ( 1 – а_{гл 1}) + (h₁ – h_{пкс 1}) a_гл1)10^-3 =

0,2(2628,47(1 – 0,5) + (2628,47 – 763,65) 0,5) 10^-3 =0,4493 ГДж/т

q₂ = d₂ ( h₂ ( 1 – a_{гл 2}) + (h₂ - h_{пкс 2}) a_{гл 2}) 10^-3 =

7,0 (2628,47(1- 0,4) + (2628,47 – 763,65) 0,4) 10^-3 = 16,261 ГДж/т

q₃ =d₃ (h₃(1 – a_гл3) + (h₃ – h_пкс3) a_гл3) 10^-3 =

7,0(2628,47(1– 0,3) + (2628,47 – 763,65) 0,3) 10^-3 = 16,796 ГДж/т

q₄ = d₄(h₄(1 – а_{гл 4}) + (h₄ – hпкс₄) a_гл4)10^-3 =